芯片不行光伏頂，為什么說中國光伏可給芯片巨大助力？

2024年，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售額首次突破6000億美元，各家機(jī)構(gòu)給出的數(shù)據(jù)偏差不大，比如半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（ SIA ）和 Gartner 分別給出 6276 億和 6260 億美元。中國制造在其中占據(jù)的比例有多大呢？據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)， 2024 年中國芯 片設(shè)計、制造、封裝三個行業(yè)的銷售額分別約為 6460 億元、 3100 億元和 3130 億元人民幣，合計 12690 億元，按照全年平均匯率 1 美元兌 7.12 元人民幣換算，相當(dāng)于 1782 億美元，全球占比約 28% 。

需要注意的是，芯片設(shè)計業(yè)的產(chǎn)值會包含部分芯片制造和芯片封裝的產(chǎn)值在內(nèi)，這里有部分重復(fù)計算。如果僅看芯片設(shè)計行業(yè)，全球芯片設(shè)計2024年產(chǎn)值4252億美元，中國占比為21%，這個數(shù)據(jù)更接近中國制造在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的位置。

中國在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的弱勢，一大原因在于半導(dǎo)體原料和設(shè)備主要被海外企業(yè)把控。目前，全球半導(dǎo)體硅料（電子級多晶硅）市場仍被德、日、美廠商絕對主導(dǎo)，中國大陸企業(yè)協(xié)鑫科技、黃河水電等的合計份額不到10%。全球半導(dǎo)體硅晶圓市場由五大海外巨頭高度壟斷，日本信越化學(xué)、日本勝高、中國臺灣環(huán)球、德國世創(chuàng)和韓國SK Siltron占據(jù)了近90%的份額，中國大陸企業(yè)滬硅產(chǎn)業(yè)、中環(huán)等僅占7%。全球半導(dǎo)體設(shè)備市場更是由阿斯麥、應(yīng)用材料、泛林、東京電子、科磊五大巨頭擁有85%的市場，中國企業(yè)北方華創(chuàng)、中微公司等的市場份額僅在10%左右。

中國在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的地位還比較弱勢，但在光伏產(chǎn)業(yè)中卻是巨無霸的存在。

2024年，全球光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模為2731億美元，中國光伏在多晶硅、硅片、電池片和組件的全球占比分別為93.2%、96.6%、92.3%和86.4%，每個環(huán)節(jié)都是絕對的霸主。中國光伏制造的全球份額不低于90%，這個數(shù)據(jù)與中國芯片21%的全球份額形成了鮮明的對比。而且，中國在全球光伏產(chǎn)業(yè)的地位是全產(chǎn)業(yè)鏈的壓倒性優(yōu)勢。全球光伏產(chǎn)業(yè)鏈上的每個環(huán)節(jié)，從原料、設(shè)備、制造到產(chǎn)品，全都掌握在中國企業(yè)手中。

中國光伏制造雖然強大，但在許多人眼里，卻是個產(chǎn)能過剩、技術(shù)含量低的產(chǎn)業(yè)。盡管中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還較落后，卻是投資者眼中的香餑餑，被認(rèn)為市場空間巨大、行業(yè)前景光明。殊不知，如果中國要在半導(dǎo)體這個看起來高大上的產(chǎn)業(yè)有所作為，很可能需要來自光伏產(chǎn)業(yè)的助力。

光伏電池和芯片，看似兩種不同的產(chǎn)品，其實兩者都屬于半導(dǎo)體的范疇。光伏電池是個二極管，芯片最基礎(chǔ)的電子元器件晶體管就是個三極管。在許多大專院校，光伏和芯片都屬于半導(dǎo)體專業(yè)，兩邊的人才是相通的。同一個半導(dǎo)體專業(yè)的老師教出來的學(xué)生，有的去干芯片，有的去干光伏，這種事情很常見。

光伏電池與芯片在原料、工藝和設(shè)備上都存在共通性。中國發(fā)達(dá)的光伏產(chǎn)業(yè)憑借在材料、設(shè)備、資金及產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)等多方面的積累，可從多個維度對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形成顯著推進(jìn)作用，且已有不少光伏企業(yè)跨界切入半導(dǎo)體領(lǐng)域并取得階段性成果。

比如硅料。光伏電池和芯片最基礎(chǔ)的原材料都是硅料，只不過芯片對硅料純度要求極高，通常需達(dá)到 11N-13N，而光伏級硅料純度過去僅要求6N-9N，所以一般只有半導(dǎo)體硅料廠跨界來做光伏級硅料，沒有光伏級硅料廠能去做半導(dǎo)體硅料的。但現(xiàn)在不同了，隨著技術(shù)的進(jìn)步，一代又一代新出現(xiàn)的光伏電池對硅料的純度提出了越來越高的要求。多晶電池6N（99.9999%，6個9）夠用，常規(guī)單晶要7–8N，高效N型如TOPCon、HJT、IBC電池需要9N級硅料，這個已經(jīng)相當(dāng)于電子級二級。這就迫使光伏硅料廠通過持續(xù)優(yōu)化提純與生產(chǎn)工藝，具備了向半導(dǎo)體級硅料突破的能力。

例如，通威股份2023年實現(xiàn)1000噸/年電子級多晶硅產(chǎn)品海外供貨，大全能源更是攻克出13N純度的半導(dǎo)體級多晶硅產(chǎn)品——11N以上就是電子級一級了。國內(nèi)光伏硅料企業(yè)長期攻關(guān)硅料純度的提高，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)解決關(guān)鍵原材料卡脖子問題提供了強大支撐。這不僅可降低半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對進(jìn)口高純度硅料的依賴，還可通過規(guī)模化生產(chǎn)攤薄成本，推動半導(dǎo)體原材料國產(chǎn)化降本。

其次，光伏制造設(shè)備與半導(dǎo)體制造設(shè)備在底層技術(shù)上存在諸多共性，光伏企業(yè)積累的技術(shù)可跨界遷移至半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，加速半導(dǎo)體設(shè)備的國產(chǎn)替代進(jìn)程。真空與薄膜沉積技術(shù)方面，捷佳偉創(chuàng)在光伏領(lǐng)域的PECVD（等離子體增強化學(xué)氣相沉積）技術(shù)，可遷移至半導(dǎo)體晶圓的介質(zhì)層沉積工藝，其TOPCon電池鍍膜設(shè)備已實現(xiàn)半導(dǎo)體級的薄膜均勻性；精密制造技術(shù)方面，邁為股份HJT電池絲網(wǎng)印刷設(shè)備的微米級對位精度技術(shù)，為其半導(dǎo)體封裝用晶圓鍵合設(shè)備奠定基礎(chǔ)，其交付的全自動晶圓級混合鍵合設(shè)備已進(jìn)入中芯國際臨港基地產(chǎn)線；第三代半導(dǎo)體設(shè)備方面，晶盛機(jī)電依托光伏長晶技術(shù)積累，研發(fā)的8英寸SiC（碳化硅）長晶爐已通過客戶驗證，有望2026年量產(chǎn)，填補國內(nèi)相關(guān)設(shè)備空白。

光伏產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模擴(kuò)張，還直接催生了對功率半導(dǎo)體的龐大需求，進(jìn)而倒逼相關(guān)半導(dǎo)體技術(shù)升級。光伏電站的逆變器、控制器等核心部件，必須依賴MOSFET、IGBT、SiC等高性能功率半導(dǎo)體來實現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。這一需求推動了半導(dǎo)體企業(yè)在SiC、氮化鎵（GaN）等第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用上持續(xù)攻關(guān)。這些技術(shù)突破既可滿足光伏產(chǎn)業(yè)對高轉(zhuǎn)換效率、高可靠性器件的需求，也可遷移至新能源汽車、5G基站等其他半導(dǎo)體應(yīng)用場景，形成技術(shù)擴(kuò)散效應(yīng)。

最重要的或許是現(xiàn)金流和供應(yīng)鏈的支持。許多做半導(dǎo)體設(shè)備的企業(yè)，同時也在做光伏設(shè)備。半導(dǎo)體供應(yīng)鏈長期掌握在西方企業(yè)手中，中國企業(yè)如果想打進(jìn)去，既要用很長的時間進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)，產(chǎn)品研發(fā)出來后還需要很長時間的驗證，這就面臨持續(xù)投入的問題。中國光伏產(chǎn)業(yè)的強勢，讓這些中國光伏設(shè)備企業(yè)積累了充足的現(xiàn)金流和成熟的產(chǎn)業(yè)鏈管理經(jīng)驗，可為半導(dǎo)體設(shè)備市場的拓展提供資金和生態(tài)助力。

在資金方面，光伏企業(yè)的豐厚利潤可投入半導(dǎo)體等高研發(fā)成本領(lǐng)域，如中國光伏設(shè)備龍頭企業(yè)捷佳偉創(chuàng)2024年凈利潤達(dá)27.6億元，充足的資金為其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)研發(fā)提供了保障。在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同方面，光伏產(chǎn)業(yè)完善的供應(yīng)鏈體系，包括精密零部件、特種氣體、清洗劑等配套環(huán)節(jié)，可部分復(fù)用至半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，降低半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈搭建成本。此外，由于產(chǎn)品相似度大，光伏設(shè)備企業(yè)在質(zhì)量管理、規(guī)模化生產(chǎn)管控、全球化客戶服務(wù)等方面的經(jīng)驗，也能為跨界半導(dǎo)體業(yè)務(wù)提供成熟范式，縮短半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品的市場驗證周期。

這幾年，我在研究中國光伏產(chǎn)業(yè)的過程中，發(fā)現(xiàn)隨著光伏電池的快速迭代，光伏電池從原料、工藝到設(shè)備都在逼近半導(dǎo)體領(lǐng)域。我看到，中國強大的光伏產(chǎn)業(yè)正在幫助半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破半導(dǎo)體核心原材料瓶頸、實現(xiàn)設(shè)備技術(shù)的遷移與突破、帶動功率半導(dǎo)體需求與技術(shù)迭代，并給半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供資金與產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)支撐。我相信，中國企業(yè)在半導(dǎo)體原料和設(shè)備領(lǐng)域的突破指日可待。而一旦在原料和設(shè)備領(lǐng)域站穩(wěn)腳跟，芯片產(chǎn)品的市場拓展也就是水到渠成的事情了。

作者簡介：余盛，硬科技財經(jīng)作家、荷蘭商學(xué)院行業(yè)導(dǎo)師，著有《中國光伏突圍戰(zhàn)》《芯片戰(zhàn)爭》《芯片浪潮》《手機(jī)戰(zhàn)爭》《金龍魚背后的糧油帝國》等作品。歡迎關(guān)注公眾號“余盛”，第一時間閱讀余盛本人的原創(chuàng)科技、財經(jīng)和歷史類深度評論文章。